BÀI TẬP LỚN ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN
Kỹ thuật Đo lường và Cảm biến
Sinh viên thực hiện: Đoàn Duy Đạt.
Khóa:
9

Lớp: Điện 7
Khoa: Điện

Đề tài: Thiết kế hệ thống cảm biến cho nhà để xe ô tô tự động dung lượng
100 xe cho 3 loại.
Giới hạn điều kiện: phân 3 loại xe: Xe mini(xe có khoang hành khách cộng
khoang hành lý rộng từ 85 đến 99 feet khối ,tức là từ khoảng 2,4 đến 2,8 m3) và
xe hạng nhỏ( là xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng từ 100
đến 109 feet khối ,khoảng 2,8-3,1 m3); Xe hạng trung ( là loại xe có khoang
hành khách cộng khoang hành lý rộng từ 110 đến 119 feet khối , khoảng 3,113,37 m3); Xe hạng lớn (là xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng
trên 3,3 m3).
Nhiệt độ trong bãi đỗ từ (5-50oC).
Cảnh báo nhiệt độ cao trong bãi đỗ, báo động khi có khói, có cháy.

Hình 1. Hệ thống bãi đỗ xe thông minh xếp tầng.
Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

1

MỞ ĐẦU
Tại các đô thi lớn, đặc biệt là các khu đô thị của những nước đang phát triển
luôn xuất hiện tình trạng quá tải trong lĩnh vực giao thông. Các phương tiện
thường tập trung nhiều tại khu vực trung tâm có nhiều công sở, nơi giao dịch
thương mại, mua sắm, du lịch, tham quan, giải trí, ..v.v. vào những ngày Lễ,
mùa nghỉ hay những dịp cuối tuần hoặc vào những giờ cao điểm khác nhau
trong ngày. Những nơi này thường có nhu cầu rất cao về bãi đỗ xe cho những
người sử dụng phương tiện di chuyển cá nhân.
Theo thống kê của các tổ chức, trung tâm nghiên cứu của Cộng đồng Âu châu,
việc các phương tiện giao thông cá nhân tham gia trên đường ngày càng nhiều
có phần do thiếu vắng những điểm đỗ xe công cộng chưa được thiết kế phù hợp
tại các trung tâm lớn, nhộn nhịp của các đô thị sầm uất. Khi các chủ phương
tiện giao thông phải luôn tìm kiếm cho mình một ô đỗ xe thuận tiện (có thể
phải chịu chi phí cao hơn nhiều để giảm thời gian đi lại) không phải lúc nào
cũng luôn dễ dàng. Điều này dẫn đến 3 tác động chính đó là: (1) lượng khí thải
phát sinh nhiều hơn (do phải di chuyển nhiều hơn) gây ảnh hưởng đến sức
khoẻ của con người; (2) tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn gây tác động đến môi
trường; và đặc biệt là (3) tiêu tốn một lượng chi phí cao, thống kê tại Châu âu
con số đã lên đến 150 tỷ Euro hằng năm – một con số cao ngất ngưỡng!
Để tìm phương án tối ưu nhất giải quyết nhu cầu trên của xã hội, hàng loạt các
dịch vụ, cách thức tính phí cho phép đỗ xe trong thời gian ngắn trên những
tuyến đường chính, đông đúc của đô thị xuất hiện ngày càng nhiều cùng các
thiết bị đo, kiểm phí, thì phương án bãi đỗ thông minh là một trong những
cách tốt nhất hiện nay nhằm giúp xây dựng ý thức giao thông hiệu quả hơn,
tránh và giảm lãng phí thời gian, tiền bạc và đặc biệt là đề cao ý thức bảo vệ
môi trường tốt hơn của những ai đang tham gia giao thông nội đô.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến

Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

2


Mục lục
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế
Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính
Chương 3:Tính toán, lựa chọn và kết luận
3.1- Yêu cầu của đề tài
3.2- Các hướng giải quyết
3.3- Lý do lựa chọn cho thiết kế
3.4- Tính chọn thiết bị
3.5- Các kết quả đạt được
3.6- Các hạn chế khi thực hiện
3.7- Biện pháp khắc phục

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

3


Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế
Hiện nay, việc gia tăng đến chóng mặt của các phương tiện giao thông đang
khiến TP Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, và nhiều thành phố khác của nước ta đứng
trước cơn khủng hoảng bãi đỗ xe. Các bãi đỗ xe trong thành phố mới chỉ đáp
ứng được 30% nhu cầu của người dân, 70% còn lại là các bãi đỗ xe trái phép,
sai
phép

Hình ảnh những chỗ đỗ xe tự phát

Chật chội và thiếu thốn đó là hình ảnh quen thuộc của những bãi đỗ xe trên
địa bàn Thành Phố. Dạo một vòng quanh thành phố, các bãi đỗ, trông giữ
xe đua nhau mọc lên. Vỉa hè nên trên khá nhiều tuyến phố bị tận dụng,
chăng dây thành bãi đỗ xe.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

4


Tại các khu chung cư hay khu đô thị mới, các khu văn phòng do các bãi đỗ
xe không đáp ứng được nhu cầu, sân chơi cũng bị tận dụng biến thành bãi
giữ xe. Dưới lòng đường, ôtô, taxi dù cũng chen nhau, nối thành những
hàng dài, lấn chiếm lòng đường.
- Đã có nhiều bãi đỗ xe được mở ra, nhưng trong quá trình vận hành có
những nhược điểm:
+ Tốn nhiều diện tích
+ Cần có người quản lý xe ra vào…
Vì vậy để giải quyết vấn đề đó người ta đã thiết kế các gara ôtô đặc biệt là các
gara ôtô tự động.

Khái niệm gara ôtô:
Hệ thống gara ôtô hay còn gọi là hệ thống đỗ xe thông minh: là một công nghệ
điều khiển tự động, sử dụng chủ yếu các pallet và thang nâng, cho phép đỗ
được nhiều xe ôtô hơn trên cùng một diện tích không gian;
Hệ thống đỗ xe tự động là một giải pháp An toàn – Tiết kiệm…

AN TOÀN
Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

5


•

An toàn về người do không tham gia vào quá trình đỗ xe, lưu bãi.

•

Kiểm soát được vị trí của xe nhờ hệ thống mã hóa vị trí tự động.

•

Không bị mất mát, va đập; tình trạng tai nạn giao thông trong hầm đỗ xe cũng
hoàn toàn được loại trừ.

•

Hệ thống được trang bị đầy đủ phương tiện phòng chống cháy, nổ, dừng khẩn
cấp, chống động đất, cảnh báo tình trạng khí thải, ngăn chặn quá tải.

•

Tránh tác động khói thải khi lái xe ra/ vào hầm đỗ.

•

TIẾT KIỆM
Gia tăng nhiều lần số chỗ đỗ xe trên cùng một diện tích.

•

Là giải pháp thay thế tối ưu làm giảm chi phí đầu tư xây dựng.

•

Chi phí hợp lý nhờ quá trình nội địa hóa và chuyển giao công nghệ.

•

Thời gian gửi/ lấy xe nhanh chóng.
Giảm thiểu nhu cầu sử dụng hệ thống thông gió, điều hòa không khí.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

6


Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính
1 Các loại cảm biến
1.1Cảm biến quang.
- Bản chất chung của các loại cảm biến quang là chuyển từ tín hiệu
quang sang tín hiệu điện để qua chuyển đổi và so sánh như dòng điện,
điện áp,…
Cảm biến quang điện thực chất là các linh kiện quang điện, chúng

thay đổi tính chất khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của
chúng.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

7


- Nguyên lý làm việc của quang điện
trở là sự phụ thuộc của điện trở vào
thông lượng bức xạ và phổ bức xạ đó.
- Tế bào quang dẫn là cẩm biến quang
điện có độ nhạy cao. Cơ sở vật lý của
tế bào quang điện là hiện tượng
quang đẫn do hiệu ứng quang điện
trong. Đó là hiện tượng giải phóng
các hạt tải điện trong vật liệu dưới tác
dụng của ánh sáng làm tăng độ dẫn
điện của vật liệu.
1.2 Cảm biến nhiệt
- Cảm biến nhiệt: là loại cảm biến
dùng để chuyển tín hiệu vật lý nhiệt
độ thành tín hiệu điện, đây là loại
cảm biến có độ nhạy tương đối cao
vào tuyến tính, Nguyên tắc làm việc
của nó là dòng điện hay điện áp thay
đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt nó thay
đổi. tuy nhiên nó cũng dễ báo động
nhầm khi nguồn nhiệt bên ngoài tác

động vào không theo ý muốn.
1.3Cảm biến lửa
Khi lửa cháy thì phát ra ánh sáng hồng ngoại, do đó ta sử
dụng phát hiện tia hồng ngoại để phát hiện. Nguyên lý hoạt
động là điện trở của các linh kiện thu sóng hồng ngoại tăng,
nó chuyển tín hiệu ánh sáng thu được thành tín hiệu điện để
báo động. Loại này rất nhảy với lửa. Tuy nhiên cũng rất dễ
báo động nhầm nếu đặt cảm biến ngoài trời hoặc gần nơi có
bóng đèn sợi đốt.
1.4 Cảm biến khói
Bộ cảm ứng quang điện thường sử dụng một chùm tia hồng ngoại được phát
ra từ một chiếc đèn LED ( xem hình trên ). Đèn này được chiếu thẳng sang
phía bên kia của ống ( phần Light catcher ). Cảm biến quang điện được đặt
vuông góc với đường đi thong thường của chùm tia hồng ngoại. Khi không có
Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

8


khói, chùm tia sáng được chiếu thẳng và cảm biến không hề nhận được bất cứ
tia hồng ngoại nào. Khi xảy ra hỏa hoạn, khói bay vào trong ống sẽ đóng vai
trò như một chiếc gương phản chiếu hắt ánh sáng vào cảm biến quang điện và
chuông hỏa hoạn cùng các thiết bị chống cháy tự động sẽ được bật.
1.4 Barrier tự động
Barrier tự động Came G4000 tốc độ cao dùng trong công nghiệp, tần suất
sử dụng cao, có thời gian đóng mở 2-6s, chiều dài cần tối đa 4m. Ứng
dụng cho trạm thu phí, quản lý đường bộ, bãi xe thông minh, cổng vào
nhà máy, khu công nghiệp...

Chương 3: Tính toán, lựa chọn, kết luận
3.1-Yêu cầu của đề tài
3.1.1-Yêu cầu hệ thống
- Giám sát được số lượng xe trong bãi
- Cảnh báo được nhiệt độ cao trong bãi đỗ, báo động khi có khói,
có cháy.
3.1.2- Yêu cầu công nghệ
phân 3 loại xe: xe mini(xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng từ
85 đến 99 feet khối ,tức là từ khoảng 2,4 đến 2,8 m3) và xe hạng nhỏ( là xe có
khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng từ 100 đến 109 feet khối
,khoảng 2,8-3,1 m3); Xe hạng trung ( là loại xe có khoang hành khách cộng
khoang hành lý rộng từ 110 đến 119 feet khối , khoảng 3,11-3,37 m3); Xe
hạng lớn (là xe có khoang hành khách cộng khoang hành lý rộng trên 3,3 m3).
Nhiệt độ trong bãi đỗ từ (5-50oC).
Cảnh báo nhiệt độ cao trong bãi đỗ, báo động khi có khói, có cháy.
Bấm nút START hệ thống hoạt động. Khi có xe vào cửa, động cơ
Barie ở cửa tự động được nâng lên. Sau khi mua vé xong (hoặc
được kiểm tra vé) tiến vào trong bão đỗ xe thì cửa tự động đóng
lại, hệ thống sẽ đưa xe đến vị trí đã được chọn, cảm biến hồng
ngoại sẽ báo ở vị trí đó, và màn hình sẽ hiển thị tăng thêm 1 xe.
Ở cửa ra, khi người dùng báo muốn lấy xe ở vị trí nào đó, hệ thống
sẽ tự động đưa xe từ vị trí đó đến cửa ra, sau khi kiểm soát vé
xong Barie sẽ đóng cửa lại. cảm biến hồng ngoại sẽ báo ở vị trí đó
và màn hình sẽ hiển thị giảm đi 1 xe.
Số lượng xe trong bãi luôn được giám sát bằng hệ thống cảm biến
hồng ngoại. Khi có 1 xe vào hiển thị tăng lên 1, khi có 1 xe ra, hiển
thị giảm đi 1 (giả sự không có xe ra vào cùng 1 thời điểm).
Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

9


Bên ngoài cổng vào có hệ thồng đèn báo, nếu trường hợp bãi còn
trống thì đèn sẽ báo xanh, còn nếu như đã đầy thì đèn báo đỏ, để
người gửi xe biết và đi vào bãi khác. (tất nhiên là sẽ thiết kế để
không chậm thời gian và gây phiền của người dùng)
Cảm biến nhiệt độ, cảm biến lửa cho phép nhiệt độ trong khoảng từ
5 – 50oC, nếu như ngoài khảng này thì cảm biến báo ngay về hệ
thống, chuông sẽ kêu và đèn báo cháy sẽ sáng.
Cảm biến khói sẽ báo nếu như trong bãi có xảy ra khói.
3.2- Các hướng giải quyết
- Để tránh việc người lái xe đi nhầm vào vị trí không cho phép của
hệ thống cảm biến thì sẽ có hệ thống biển báo chỉ dẫn ngay lối bắt
đầu đi vào khiểm soát bởi các cảm biến, hệ thống bãi đỗ xe sẽ có 3
lối vào dành cho 3 loại xe ô tô đã phân sẵn trên biển báo chỉ dẫn ở
lối vào của từng bãi đỗ.
- Đầu tiên đảm bảo tất cả các xe vào bãi đều là xe ô tô cho phép thì
trước bãi có các ký hiệu, các hình vẽ về những loại xe được phép
vào bãi, còn các lại xe khác thì vào các bãi khác có thiết kế phù
hợp hơn.
- Đếm xe trong bãi ( có 3 bãi bãi dành cho 3 loại xe thì thiết kế
giống nhau, chỉ khác nhau về kết cấu bãi đỗ và lập trình để cho loại
xe cảu bãi đó được vào):
+ Phương án 1: Để phát hiện khi có 1 xe vào hoặc ra ta dùng cảm
biến quang, đặt 2 cảm biến cách nhau 1 khoảng nhất định đề phân
biệt giữa người và xe ra vào bãi. Nếu là người thì chỉ 1 cảm biến
tác động, còn nếu là xe thì cả 2 đều tác động. Như vậy ta sẽ biết
được trong bãi có bao nhiêu xe.
+ Phương án 2: Ta cũng dùng cảm biến quang, nhưng mỗi vị trí để

xe chúng ta sẽ gắn một cảm biến, như thế thì khi xe đến vị trí đó thì
cảm biến quang báo tời hệ thống, và hệ thống sẽ đếm, xe ra thì
cũng tương tự.
-Cảnh báo cháy nổ:
+ Phương án 1: Chúng ta sẽ gắn 1 cơ cấu báo cháy nổ ở mỗi vị trí
để xe.
+Phương án 2: Chúng ta sẽ gắn 1 cơ cấu cháy nổ cho cả bãi đỗ xe,
được đặt ở chính giữa tầng 2, đồng thời sử dụng 2 cơ cấu báo cháy
nổ thủ công di động, có đọ nhạy trung bình, giúp cho người quản
lý nhanh chóng tìm ra vị trí cháy nổ để kịp thời khắc phục.
Lý do: máy tính chỉ quản lý 1 cảm biến thì rất dễ dàng, lúc hư hỏng
cũng dễ sửa chữa. Chúng ta dùng 2 cơ cấu báo cháy trung bình sẽ
giúp cho người bảo vệ nhanh chóng tìm ra được vị trí có cháy nổ.
Có những vị trí mà ngay cả camara giám sát cũng không thể phát
hiện ra được, như: cháy dây điện, ổ điện, … bên trong tường, các

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

10


chỗ hẹp, mắt camara không nhìn thấy. Bên cạnh đó cũng tiết kiệm
chi phí mà an toàn thì luôn được đảm bảo tuyệt đối.

3.3 -Hướng giải quyết và lựa chọn thiết kế
Phương án : Để phát hiện khi có 1 xe vào hoặc ra ta dùng cảm biến
quang, đặt 2 cảm biến cách nhau 1 khoảng nhất định đề phân biệt
giữa người và xe ra vào bãi. Nếu là người thì chỉ 1 cảm biến tác
động, còn nếu là xe thì cả 2 đều tác động. Như vậy chúng ta sẽ biết

được trong bãi có bao nhiêu xe.
Lý do: Hệ thống sẽ chỉ giám sát xe trong bãi chỉ thông qua 1 cảm
biến, như vậy thì độ chính xác cao hơn, máy tính quản lý sẽ nhẹ
hơn. Dễ dang trong việc sử dụng cũng như sửa chữa, chi phí lắp đặt
thấp, . . .

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

11


3.4-Lý thuyết và chọn thiết bị
3.4.1 Cảm biến
3.4.1.1 Khái niệm
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật
lý và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại
lượng điện có thể đo và xử lý.
Các đại lượng cần đo (m) nhưng không có tính chất điện như nhiệt
độ, áp suất,…tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang
tính chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng
chứa đựng thông tin cho phép xác định của đại lượng đo.
Cảm biến quang điện thực chất là các linh kiện quang điện, chúng
thay đổi tính chất khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt của
chúng.
- Nguyên lý làm việc của quang điện
trở là sự phụ thuộc của điện trở vào
thông lượng bức xạ và phổ bức xạ đó.
- Tế bào quang dẫn là cẩm biến quang
điện có độ nhạy cao. Cơ sở vật lý của

tế bào quang điện là hiện tượng
quang đẫn do hiệu ứng quang điện
trong. Đó là hiện tượng giải phóng
các hạt tải điện trong vật liệu dưới tác
dụng của ánh sáng làm tăng độ dẫn
điện của vật liệu.
3.4.1.2 Nguyên lý hoạt động của một số cảm biến quang
a) Photo Diot
Sự tiếp xúc của hai loại bán dẫn loại n và loại p ( vùng chuyển tiếp
P_N) tạo nên vùng nghèo hạt dẫn vì ở đó tồn tại một điện trường
và hình thành hang rào thế Vb (hình). Khi không có điện thế bên
ngoài đặt lên vùng chuyển tiếp (U=0) dòng điện qua chuyển tiếp
I=0.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

12


-Khi đặt một điện áp lên diode, với điện áp ngược đủ lớn Ud>> ,
chiều cao của hàng rào điện thế tăng lên và trên diot chỉ còn lại
dòng điện ngược Ir=Io (Io – dòng điện tối).
-Khi chiếu sáng diode bằng bức xạ có bước sóng thích hợp sẽ xuất
hiện các cặp điện từ _ lỗ trống, dưới tác dụng của điện trường các
cặp điện từ_lỗ trống chuyển động và dòng điện ngược tăng lên rất
nhanh.
-các vật liệu dùng chế tạo Photo diode là Si, Ge (vùng ánh sáng
nhìn thấy) và GaAs, InAs, InSb (vùng hồng ngoại).
b) Photo Transitor

- Photo Transistor là các transistor silic loại npn mà vùng bazơ
được chiếu sáng, không có điện áp đặt trên bazơ, chỉ có điện áp
trên C, đồng thời chuyền tiếp B-C phân cự ngược (hình). Điện áp
đặt chủ yếu là phần chuyển tiếp B-C (phân cực ngược) trong khi đó
sự chênh lệch điện thế giữa E và B thay đổi không đáng kể.
U=(0,6 - 0,7)
-Khi phần chuyển tiếp B_C được chiếu sáng, sự hoạt động của
photo transistor giống như photo diot ở chế độ quang dẫn với dòng
điện ngược:

Ir=Io+Ip
Với: Ir: Dòng điện ngược
Io:Dòng điện tối
Dòng điện sáng
c) Cảm biến Phát xạ (Tế bào quang điện)
-Cảm biến phát xạ là biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện nhờ
hiện tượng phát xạ điện từ ở cực catot khi có thông lượng ánh sáng
chiếu vào.
-Số lượng điện tử phát xạ tỷ lệ với số photo chiếu vào cực catot.
-Cảm biến Phát xạ được phân thành:
+ Tế bào quang điện chân không.
+ Đèn ion khí.
+ Bộ nhân quang điện.
-Cơ chế hoạt động của đèn quang điện như sau:
Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

13

-Khi có thông lượng ánh sáng chiếu vào, catot hấp thụ photo và giải
phóng điện tử, các điện tử này di chuyển lên bề và thoát ra ngoài.
-Các vật liệu dùng làm photon catot là:
+ AgOCs nhạy với vùng hông ngoại.
+Cs2Sb, K2CsSb nhạy với vùng ánh sáng nhìn thấy và vùng tử
ngoại.
3.4.1.3 Cảm biến báo cháy
Để phát hiện được có sự cố cháy ta phải sử dụng 3 loại cảm biến đó
là cảm biến nhiệt, cảm biến khói và cảm biến lửa.
- Cảm biến nhiệt: là loại cảm biến
dùng để chuyển tín hiệu vật lý nhiệt
độ thành tín hiệu điện, đây là loại
cảm biến có độ nhạy tương đối cao
vào tuyến tính, Nguyên tắc làm việc
của nó là dòng điện hay điện áp thay
đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt nó thay
đổi. tuy nhiên nó cũng dễ báo động
nhầm khi nguồn nhiệt bên ngoài tác
động vào không theo ý muốn.
- Cảm biến lửa: Khi lửa cháy thì phát
ra ánh sáng hồng ngoại, do đó ta sử
dụng phát hiện tia hồng ngoại để phát
hiện. Nguyên lý hoạt động là điện trở
của các linh kiện thu sóng hồng ngoại
tăng, nó chuyển tín hiệu ánh sáng thu
được thành tín hiệu điện để báo động.
Loại này rất nhảy với lửa. Tuy nhiên
cũng rất dễ báo động nhầm nếu đặt
cảm biến ngoài trời hoặc gần nơi có
bóng đèn sợi đốt.

- Cảm biến khói: Có 2 cách cơ bản để
thiết kế bộ cảm biến khói:
+ cách thứ nhất: là dùng nguyên tắc ion hóa

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

14


Cảm biến ion hóa sử dụng 1/5000 gram đồng vị Americium 241
(Am) để tạo ra các tia alpha. Cứ mỗi giây thì lượng Americium này
sẽ tạo ra 37 triệu tia alpha ( đây có vẻ là một con số lớn nhưng số
lượng tia alpha như thế này vẫn quá nhỏ để có thể gây ảnh hưởng
tới con người). Đối diện với nguồn phát tia alpha là một bộ phát
điện với hai cực âm và dương được sắp xếp như sơ đồ trên. Khi tia
alpha đập vào oxy ( O ) và nitrogen (N) trong không khí, chúng
giải phóng ra các electron và tạo ra dòng điện. Khói trong đám
cháy sẽ làm cho quá trình tạo electron bị phá vỡ và lúc đó chuông
báo cháy + thiết bị báo cháy tự động sẽ được kích hoạt.
+ Cách thứ 2 là sử dụng các linh kiện thu phát quang

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

15


Bộ cảm ứng quang điện thường sử dụng một chùm tia hồng ngoại
được phát ra từ một chiếc đèn LED ( xem hình trên ). Đèn này được

chiếu thẳng sang phía bên kia của ống ( phần Light catcher ). Cảm
biến quang điện được đặt vuông góc với đường đi thong thường của
chùm tia hồng ngoại. Khi không có khói, chùm tia sáng được chiếu
thẳng và cảm biến không hề nhận được bất cứ tia hồng ngoại nào.
Khi xảy ra hỏa hoạn, khói bay vào trong ống sẽ đóng vai trò như
một chiếc gương phản chiếu hắt ánh sáng vào cảm biến quang điện
và chuông hỏa hoạn cùng các thiết bị chống cháy tự động sẽ được
bật. Trong 2 cách này thì phương pháp thứ nhất nhạy hơn và hiệu
quả hơn phương pháp thứ hai, nhưng khó thực thi, khó lắp đặt. Còn
cách thứ hai tuy độ nhạy kém hơn nhưng linh kiện dễ kiếm và dễ thi
công cũng như lắp đặt. Vậy nên em chọn phương pháp thứ hai là
dùng cảm biến quang.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

16


Hoạt động: Khi có xe tới cửa vào 2 cảm biến quang S1, S2 ở cửa
vào bị tác động kích hoạt mạch điều khiển động cơ mờ Barie ở cửa
vào. Khi Barie mở tới khi chạm phải công tắc hành trình HT2 thì
động cơ dừng Barie ở vị trí mở cho xe vào. Khi xe đã nhận vé xe
xong đi tiếp vào trong bãi đỗ xe cảm biến S3, S4 bị tác động kích
hoạt động cơ Barie làm việc cho tới khi gặp công tắc hành trình
HT1 thì dừng lại Barie ở trạng thái đóng. Khi S1 và S2 bị tác động
sẽ có 1 xung đưa về hệ thống (máy tình). Máy tính sẽ tăng thêm 1
giá trị báo hiệu tăng thêm 1 xe và được hiển thị trên màn hình của
máy tính.
-Khi có 1 xe đi ra cảm biến S5 và S6 bị tác động kích hoạt mạch

điều khiển điều khiển động cơ kéo Barie ở cửa ra. Khi Barie mở tới
khi chạm phải công tắc hành trình HT4 thì động cơ dừng Barie mở
cho xe ra. Khi xe ra ngoài cảm biến S7, S8 bị tác động kích hoạt
động cơ kéo Barie xuống cho tới khi gặp phải công tắc hành trình
HT3 thì dừng lại đóng cửa ra của bãi đỗ xe. Khi S7 và S8 bị tác
động sẽ có 1 xung đưa về máy tính. Máy tính tự động trừ 1 xe trong
bãi đỗ xe đi và hiển thị số xe trong bãi.
-Khi bãi đỗ xe chưa đầy thì đèn xanh sáng. Khi bãi đỗ xe đầy thì
bộ máy tính đếm tới giá trị đặt trước thì tiếp điểm của máy tính sẽ
kích hoạt đèn đỏ sáng và vô hiệu hóa cửa vào không cho xe vào
nữa. Khi có sự cố cháy thì cảm biến khói, cảm biến lửa hoặc cảm
biến nhiệt bị tác động làm cho chuông và đèn báo cháy kêu.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

17


- Chú ý: Hệ thống nâng đỡ sẽ được máy tính quản lý, giả sử xe
đang đỗ ở trên vị trí nào đó của 1 tầng bất kì, như người
quản lý muốn đưa nó ra khỏi vị trí đó thì người quản lý
chỉ cần sử sụng máy tính điều khiển hệ thống nâng đỡ và
đưa xe đến cổng, chuẩn bị quá trình đưa xe ra ngoài. Còn
muốn đưa xe vào gửi thì hệ thống sẽ làm điều ngược lại.

3.4.2 Tính chọn thiết bị
3.4.2.1 Chọn cảm biến quang
Em chọn cảm biến E3FN của hãng OMRON. Số lượng 8 cái.
Cảm biến quang điện hình trụ có sẵn bộ khuếch đại giá thành thấp,

chống nhiễu tốt bằng công nghệ Photo-IC
-Công nghệ photo IC.
-Hình trụ cỡ M18 DIN, vỏ nhựa ABS.
-Gọn và tiết kiểm chỗ.
-Khoảng cách phát hiện dài với bộ điều chỉnh nhạy cho loại
khuếch tán, bảo vệ chống ngắn mạch và nối ngược cực nguồn.
- Các đặc tính kĩ thuật:

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

18


Kích thước

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

19


NPN output

3.4.2.2 Chọn cảm biến báo cháy
- Đầu báo nhiệt gia tăng HC-306A được lắp đặt ở những khu vực có
yêu cầu phát hiện sự gia tăng nhanh của nhiệt độ trong khoảng thời
gian ngắn. sau khi phát hiện sự gia tăng nhiệt độ đầu báo sẽ phát tín
hiệu báo động và gửi tín hiệu cảnh báo về trung tâm.
Thông số kĩ thuật:

Đầu báo nhiệt gia tăng HC-306A:

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

20


-

Điện áp làm việc: 18-28VDC
Dòng giấm sát: 0uA
Dòng cảnh báo: 60mA
Nhiệt độ làm việc: 5 đến 50oC
Độ ẩm môi trường 95%
Kích thước: 103mm x 43mm
Trọng lượng: 140g

Đầu báo khói:

Đầu báo khói SPB-24N – nhà sản xuất: HOCHIKI bảo hành: 12
tháng.
Đầu báo khói tia thu phát SPB-24N bao gồm 1 đầu phát và 1 đầu
thu. Đầu thu sẽ liên tục kiểm tra và đo cường độ tín hiệu của tia do
bộ phát ra. Khi có khói phát ra sẽ làm giảm cường độ tín hiệu của
tia thu phát vượt quá giới hạn đã được lập trình thì 1 tín hiệu cảnh
báo sẽ được phát ra. Đầu báo khói tia thu phát được lắp đặt tại
những khu vực bảo vệ có điện tích rộng mà các loại đầu báo khác
không thể phát hiện sớm sự xuất hiện của ngọn lửa như: nhà thờ,
nhà hát, bảo tàng ,… khoảng cách tối đa giữa đầu thu và đầu phát là

100m. Khoản cách tối đa giữa 2 cặp đầu báo tia thu phát là 18 m.
Thông số kĩ thuật:
Đầu báo khói SPB-24N:
- Điện áp tiêu chuẩn: 24VDC.
- Dải điện áp làm việc:19-3VDC.
- Dòng điện giám sát: 250µA /24VDC.
Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

21


- Dòng điện cảnh báo: 20mA/24VDC.
- Nhiệt độ làm việc: 32-122oF.
- Kichs
thước:
139.7(H)x81.28(W)x101.6(D)mm.
Đầu báo khói trung bình:
SMOKE DETECTOR - ĐẦU BÁO KHÓI
Đầu báo khói quang SLV-24N

Đặc điểm:
- Nguồn sáng: Hồng ngoại.
- Tầm điện áp làm việc: 17.7- 30.0V DC
- Điện áp làm việc: 15.0- 33.0V DC
- Điện áp tối đa: 42VDC
- Dòng giám sát: 45uA@24VDC
- Dòng dâng 160uA max.@ 24VDC
- Dòng báo động 150A max.@ 24 VDC
- Vận tốc gió 0-300f pm

- Nhiệt độ 32F to 120F( 0 C to 49C)
- Màu sắc và vật liệu Bone PC/ABS Blend
- Độ nhạy 0.5 - 3.8%/ft.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

22


Cảm biến lửa FS-1000E

Mô Tả Cảm Biến Lửa FS-1000E
Cảm biến lửa FS-1000E
Ứng dụng : Dùng phát hiện ngọn lửa, giúp nhà bạn, kho hàng, shop của bạn an
toàn hơn
Nguồn cấp : Nguồn 1 chiều 9~30V hoặc 2 pin AA
Có tính năng báo pin yếu
Báo động tại chỗ bằng còi và có ngõ ra kết nối với trung tâm chống báo động

3.4.2.3 Bộ Counter UP/DOWN
Qua tìm hiểu chức năng của một số loại counter trên thị trường, chúng em chọn
sử dụng loại counter FL/ML series của hang Autonics.

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

23

- Thông số kĩ thuật
-

Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

24


Bài tập lớn: Đo lường- cảm biến
Sinh viên: Đoàn Duy Đạt

25